（繼保自動(dòng)化）33變電站直流系統(tǒng)圖識(shí)繪課件

變電站直流系統(tǒng)變電站直流系統(tǒng)變電站直流系統(tǒng)一、直流系統(tǒng)的簡(jiǎn)介二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用三、直流系統(tǒng)的饋線(xiàn)配置變電站直流系統(tǒng)一、直流系統(tǒng)的簡(jiǎn)介二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的變電站直流系統(tǒng)一、直流系統(tǒng)的簡(jiǎn)介變電站直流系統(tǒng)一、直流系統(tǒng)的簡(jiǎn)介變電站直流系統(tǒng)一、直流系統(tǒng)的簡(jiǎn)介1.什么是直流系統(tǒng)？

直流系統(tǒng)是應(yīng)用于水力、火力發(fā)電廠(chǎng)，各類(lèi)變電站和其它使用直流設(shè)備的用戶(hù)，為給信號(hào)設(shè)備、保護(hù)、自動(dòng)裝置、事故照明、應(yīng)急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設(shè)備。直流系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的電源，它不受發(fā)電機(jī)、廠(chǎng)用電及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源—蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設(shè)備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。變電站直流系統(tǒng)一、直流系統(tǒng)的簡(jiǎn)介1.什么是直流系統(tǒng)？變電站直流系統(tǒng)一、直流系統(tǒng)的簡(jiǎn)介2.直流系統(tǒng)的作用及重要性

直流系統(tǒng)為繼電保護(hù)、控制、信號(hào)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、事故照明、交流不間斷電源等直流負(fù)荷提供直流電源。直流系統(tǒng)的用電負(fù)荷極為重要，對(duì)供電的可靠性要求很高，直流系統(tǒng)的可靠性是保障變電站安全運(yùn)行的決定性條件之一。變電站直流系統(tǒng)一、直流系統(tǒng)的簡(jiǎn)介2.直流系統(tǒng)的作用及重要性變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用1.直流系統(tǒng)的組成主要由高頻開(kāi)關(guān)電源和蓄電池組成。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用1.直流系統(tǒng)的直流系統(tǒng)原理框圖交流輸入充電模塊監(jiān)控部分控閘饋電合閘饋電降壓裝置蓄電池組合母蓄電池管理單元測(cè)量系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控母后臺(tái)通訊及信號(hào)主回路控制回路測(cè)量回路通訊及信號(hào)回路變電站直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)原理框圖交流輸入充電模塊監(jiān)控部分控閘饋電合閘饋電降壓#1直流饋線(xiàn)屏#3直流饋線(xiàn)屏#1直流充電屏#2直流充電屏#2直流饋線(xiàn)屏#4直流饋線(xiàn)屏+HM+KM-M+HM+KM-M交流單元交流饋線(xiàn)屏#1蓄電池組交流饋線(xiàn)屏#2蓄電池組ZK1ZK5ZK3ZK4ZK2交流單元直流系統(tǒng)的組屏簡(jiǎn)圖(以220kV變電站典型設(shè)計(jì)為例)變電站直流系統(tǒng)#1直流饋線(xiàn)屏#3直流饋線(xiàn)屏#1直流充電屏#2直流充電屏#2變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2、高頻開(kāi)關(guān)電源

高頻開(kāi)關(guān)電源由充電模塊、交流配電、直流饋電、配電監(jiān)控、監(jiān)控模塊、絕緣檢測(cè)儀、蓄電池監(jiān)測(cè)儀組成。

變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2、高頻開(kāi)關(guān)電變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電源

(1)充電模塊：完成AC/DC變換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最為基本的功能（配有過(guò)電流、過(guò)電壓、欠電壓、過(guò)熱等保護(hù)）。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電源

（2)交流配電：將交流電源引入分配給各個(gè)充電模塊，擴(kuò)展功能為實(shí)現(xiàn)兩路交流輸入的自動(dòng)切換（在正常工作時(shí)交流電壓切換小開(kāi)關(guān)打在“自動(dòng)”位，第一路交流作為主工作電源，第二路做輔助，當(dāng)?shù)谝宦芬蚬释ｋ姇r(shí)，第二路自動(dòng)投入，當(dāng)?shù)谝宦坊謴?fù)時(shí)，自動(dòng)切換回第一路供電；當(dāng)交流電壓切換小開(kāi)關(guān)打到“I”或“II”時(shí)，則第一路或第二路交流作為唯一的交流輸入電源）。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電源

(3)直流模塊：將直流輸出電源分配到每一路輸出。(4)配電監(jiān)控：將系統(tǒng)的交流、直流中的各種模擬量、開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集并予以處理，同時(shí)提供聲光告警。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電源

(5)監(jiān)控模塊：進(jìn)行系統(tǒng)管理，主要為蓄電池管理和后臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控；對(duì)下級(jí)智能設(shè)備實(shí)施數(shù)據(jù)采集并加以顯示。(6)蓄電池監(jiān)測(cè)儀：支持單體蓄電池電壓監(jiān)測(cè)和告警；對(duì)蓄電池端電壓，充放電電流，蓄電池室溫度及其他參數(shù)做實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電源

(7)絕緣監(jiān)測(cè)儀：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)母線(xiàn)和支路的絕緣狀況監(jiān)測(cè)，產(chǎn)生告警信號(hào)并上報(bào)數(shù)據(jù)到監(jiān)控模塊，在監(jiān)控模塊顯示故障詳細(xì)情況（無(wú)論是母線(xiàn)平衡接地，還是不平衡接地；同一支路的單極接地，還是正、負(fù)同時(shí)接地；不同支路的單極接地還是雙極同時(shí)接地以及所有支路的混合接地，都可做出正確判斷）。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電絕緣監(jiān)測(cè)原理圖裝置分平衡橋和不平衡橋兩種運(yùn)行方式。平衡橋運(yùn)行方式下，切換電阻不投入；不平衡橋運(yùn)行時(shí)，通過(guò)測(cè)量切換開(kāi)關(guān)在不同位置時(shí)的正、負(fù)極對(duì)地電壓，可計(jì)算出正、負(fù)極對(duì)地絕緣電阻。當(dāng)直流系統(tǒng)接地時(shí)，接地支路會(huì)產(chǎn)生對(duì)地漏電流，根據(jù)各支路的直流漏電流傳感器是否輸出為0和輸出電壓的極性即可判斷出該支路是否有接地故障和接地極性，具體的接地電阻值的計(jì)算則要根據(jù)支路接地點(diǎn)的情況進(jìn)行分析和計(jì)算。+負(fù)載n-RzRfRRRs12R——平衡電阻RZ——正極對(duì)地電阻Rf——負(fù)極對(duì)地電阻Rs——切換電阻變電站直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)原理圖裝置分平衡橋和不平衡橋兩種運(yùn)行方式。平衡橋運(yùn)行微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)：不足之處：（1）在不平衡橋運(yùn)行方式下，此時(shí)各漏電支路的電流傳感器檢測(cè)到的電流數(shù)值比實(shí)際的要小，計(jì)算出的結(jié)果比實(shí)際接地電阻值要大，其將無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算出各支路的接地電阻，但仍能進(jìn)行接地故障支路定位和接地極性判斷。（2）平衡電阻與不平衡電阻的參數(shù)選擇如果不合理，會(huì)造成直流系統(tǒng)正、負(fù)極對(duì)地電壓波動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題。微機(jī)絕緣監(jiān)察裝置利用平衡電橋與不平衡電橋相結(jié)合的方式，減小了系統(tǒng)正負(fù)極對(duì)地電阻值，當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí)，接地支路的漏電流便于檢測(cè)，同時(shí)克服了不能正確反應(yīng)正、負(fù)極絕緣同時(shí)降低的動(dòng)作死區(qū)問(wèn)題，提高了直流系統(tǒng)的安全可靠性。優(yōu)點(diǎn)：變電站直流系統(tǒng)微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)：不足之處：（1）在不平衡橋運(yùn)行方式高頻開(kāi)關(guān)電源模塊工作原理圖尖峰抑制AC輸入EMI濾波器全橋整流濾波器高頻全橋逆變高頻變壓器高頻整流濾波器防倒灌輸出DC輸出控制、保護(hù)板隔離放大顯示調(diào)節(jié)控制口1控制口2FAU燈故障PWR燈工作ALM燈告警電壓調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)變電站直流系統(tǒng)高頻開(kāi)關(guān)電源模塊工作原理圖尖峰抑制AC輸入EMI全橋整流濾波變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電源特點(diǎn)：(1)采用模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單迅速；(2)模塊采用高頻變換，體積小，重量輕；(3)采用微機(jī)監(jiān)控模塊實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的監(jiān)控和蓄電池的自動(dòng)充放電管理，并通過(guò)串行通信實(shí)現(xiàn)多個(gè)電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)地集中監(jiān)控。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用2.高頻開(kāi)關(guān)電變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池蓄電池是既能把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，又能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o負(fù)載的化學(xué)電源設(shè)備。主要構(gòu)成：容器、電解液和正、負(fù)電極構(gòu)成變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池分類(lèi)：蓄電池一般按電解液不同分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩種。工作原理：蓄電池的正極板和負(fù)極板插入電解液中時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于正負(fù)極板材料不同，正負(fù)極板電位不同，正負(fù)極板便產(chǎn)生電位差。在外電路沒(méi)有接通時(shí)，正負(fù)極板之間的點(diǎn)位差就是蓄電池的電勢(shì)；在外電路與負(fù)載接通時(shí)，就有電流流過(guò)負(fù)載，也既是蓄電池向負(fù)載放電。當(dāng)蓄電池放電后將負(fù)載斷開(kāi)，使其與直流電源相連。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池(1)初充電：使蓄電池達(dá)到完全充電狀態(tài)所進(jìn)行的初次充電。(2)浮充電：保持蓄電池容量的一種充電方法，一般電壓較低，常用來(lái)平衡蓄電池自放電導(dǎo)致的容量損失，也可用來(lái)恢復(fù)電池容量。名詞介紹變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池(3)均衡充電：用于均衡單體電池容量的充電方式，一般充電電壓較高，常用作快速恢復(fù)電池容量。(4)定時(shí)均充：為防止蓄電池處于長(zhǎng)期的浮充電狀態(tài)，可能導(dǎo)致蓄電池單體容量不平衡，而周期性地以較高的電壓對(duì)蓄電池進(jìn)行均衡充電。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池

(5)正常充電：蓄電池正常的充電過(guò)程，即由均充電轉(zhuǎn)到浮充電的過(guò)程。(6)限流均充：以不超過(guò)蓄電池充電限流點(diǎn)的恒定電流對(duì)蓄電池充電。(7)恒壓均充：以恒定的電壓對(duì)蓄電池充電。變電站直流系統(tǒng)二、直流系統(tǒng)的組成及各部分的作用3.蓄電池變電站直流系統(tǒng)原理接線(xiàn)圖變電站直流系統(tǒng)變電站直流系統(tǒng)原理接線(xiàn)圖變電站直流系統(tǒng)三、直流系統(tǒng)的饋線(xiàn)配置變電站直流系統(tǒng)三、直流系統(tǒng)的饋線(xiàn)配置變電站直流系統(tǒng)#1蓄電池#1充電機(jī)主變故障錄波屏#1監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)控電源環(huán)網(wǎng)交流不間斷電源系統(tǒng)10kV*段保護(hù)電源環(huán)網(wǎng)10kV*段控制電源環(huán)網(wǎng)10kV*段電機(jī)電源環(huán)網(wǎng)220kVGIS電源環(huán)網(wǎng)主變保護(hù)Ⅰ主變非電量DL輔助保護(hù)主變高壓側(cè)控制Ⅰ220kV線(xiàn)路保護(hù)Ⅰ220kV線(xiàn)路控制Ⅰ220kV母聯(lián)保護(hù)220kV母聯(lián)控制Ⅰ第一套220kV母線(xiàn)及失靈保護(hù)220kV故障錄波屏110kV線(xiàn)路甲保護(hù)110kV線(xiàn)路甲控制110kV1M-2M母聯(lián)保護(hù)110kV1M-2M母聯(lián)控制110kV1M-2M母線(xiàn)保護(hù)110kV故障錄波屏#1消弧系統(tǒng)控制Ⅰ監(jiān)控A網(wǎng)交換機(jī)電源低周及切負(fù)荷執(zhí)行子站1220kV備自投保護(hù)10kV備自投1保護(hù)GPS對(duì)時(shí)擴(kuò)展裝置遠(yuǎn)動(dòng)裝置1保信子站1事故照明110kVGIS電源環(huán)網(wǎng)#2蓄電池#2充電機(jī)低周及切負(fù)荷執(zhí)行子站2110kV備自投保護(hù)10kV備自投2保護(hù)GPS對(duì)時(shí)擴(kuò)展裝置2遠(yuǎn)動(dòng)裝置2保信子站2保信C網(wǎng)交換機(jī)電源主變故障錄波屏#2220kV線(xiàn)路保護(hù)Ⅱ220kV線(xiàn)路控制Ⅱ220kV母聯(lián)控制Ⅱ第二套220kV母線(xiàn)及失靈保護(hù)110kV線(xiàn)路乙保護(hù)110kV線(xiàn)路乙控制110kV故障錄波屏#2主變保護(hù)Ⅱ主變高壓側(cè)控制Ⅱ主變中壓側(cè)控制110kV5M-6M母聯(lián)保護(hù)110kV5M-6M母聯(lián)控制110kV5M-6M母線(xiàn)保護(hù)主變低壓側(cè)控制110kV1M-5M分段保護(hù)110kV1M-5M分段控制110kV2M-6M分段保護(hù)110kV2M-6M分段控制監(jiān)控B網(wǎng)交換機(jī)電源消弧系統(tǒng)控制Ⅱ變電站直流系統(tǒng)#1蓄電池#1充電機(jī)主變故障錄波屏#1主變保護(hù)Ⅰ主變非電量D#1蓄電池#1充電機(jī)主變故障錄波屏#1監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)控電源環(huán)網(wǎng)交流不間斷電源系統(tǒng)10kV*段保護(hù)電源環(huán)網(wǎng)10kV*段控制電源環(huán)網(wǎng)10kV*段電機(jī)電源環(huán)網(wǎng)220kVGIS電源環(huán)網(wǎng)主變保護(hù)Ⅰ主變非電量DL輔助保護(hù)主變高壓側(cè)控制Ⅰ220kV線(xiàn)路保護(hù)Ⅰ220kV線(xiàn)路控制Ⅰ220kV母聯(lián)保護(hù)220kV母聯(lián)控制Ⅰ第一套220kV母線(xiàn)及失靈保護(hù)220kV故障錄波屏110kV線(xiàn)路甲保護(hù)110kV線(xiàn)路甲控制110kV1M-2M母聯(lián)保護(hù)110kV1M-2M母聯(lián)控制110kV1M-2M母線(xiàn)保護(hù)110kV故障錄波屏#1消弧系統(tǒng)控制Ⅰ監(jiān)控A網(wǎng)交換機(jī)電源低周及切負(fù)荷執(zhí)行子站1220